Устройство для измерения фактической наработки люминесцентных ламп Советский патент 1985 года по МПК H01J9/42 G01D4/16 G01R31/24 

Устройство относится к электроизмерительной технике и служит для определения фактического времени наработки люминесцентных ламп. Фактическую наработку источников света необходимо определять в связи с тем, что они весьма критичны к отклонению напряжения питания от номинальных значений, которые приводят к изменению их срока службы (ресурса). Зависимость между ресурсом и напряжением питания источников света описывается степенной функцией вида где VH, Уф - номинальное и фактическое значения напряжения питания; Ти, Тф - номинальный и фактический ресурсы; m - показатель степени для люминесцентных ламп, ,2. Учитывая, что отклонения напряжения питания источников света могут составлять от -2,5 до +5 и от -5 до +5% номинального значения в зависимости от назначения осветительной установки и вида освещения, а в ряде случаев напряжение питания ламп изменяется в пределах от 90 до 120% номинального, то фактический и номинальный ресурсы могут существенно различаться. Например, на протяжении времени работы ч люминесцентных источников света, рассчитанных на напряжение В, их напряжение питания составляет 242 В, тогда фактическая наработка с учетом отклонения напряжения питания от номинального значения будет (;-)(|g-). :;6783 ч. т. е. погрешность измерения времени наработки из-за неучета отклонения напряжения составит ,5000-6783 ,3%. 5753 Известно устройство, содержащее телефотометр, установленный на штативе, и способ его использования для определения времени наработки источников света 1. Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью определения времени наработки ламп в связи с неучетом влияния отклонений напряжения питания. Кроме того, вследствие нестабильности напряжение в моменты измерения параметра новой и эксплуатирующейся ламп может принимать неодинаковое значение, что приводит к возрастанию погрешности измерения. Дополнительную погрешность в результате определения времени наработки ламп вносит неидентичность степени запыления светильников с новой и эксплуатирующейся 1 67 лампами. Устройство дает возможность определения срока службы ламп без указанной дополнительной погрещности только при условии идеальной чистоты светильника. Это объясняется тем, что запыленность светильника приводит к снижению светового потока. Световой поток из-за запыления светильников может уменьшиться до 30%, а чистка светильников перед измерениями - процесс трудоемкий и практически нецелесообразный. Использование данного устройства связано также со значительной трудоемкостью, так как оно дает возможность определить одновременно наработку только одной лампы, а поскольку в помещении (особенно промышленном) установлено значительное количество ламп, то на определение наработки каждой из них уходит значительное время. Определение же фактической наработки ламп - одна из основных задач, нерешенность которой сдерживает введение экономически и технически эффективного группового способа замены ламп в процессе эксплуатации осветительной установки. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения фактической наработки люминесцентных ламп 2. Это устройство содержит интегратор со шкалой времени, параллельно соединенный с источником питающего напряжения, цепочку из двух параллельно соединенных резисторов, один из которых подсоединен через контакты реле времени. С помощью этого устройства наработку ламп определяют следующим образом. При включении напряжения питания ламп одновременно подается напряжение на интегратор через выпрямитель питания схемы и резисторы, один из которых подсоединен параллельно другому через нормально замкнутые контакты реле времени. Через интегратор протекает ток, равный сумме токов через каждый из резисторов. После срабатывания реле времени один из резисторов отключается и через интегратор протекает ток меньшего значения, чем до срабатывания реле времени. Показания интегратора пропорциональны времени наработки лампы с учетом влияния на него числа включений. Необходимость учета числа включений лампы вызвано тем, что в момент включения лампы происходит ее частичное разрушение, которое приводит к резкому уменьшению срока службы лампы. Также значительное влияние на срок службы ламп оказывают и отклонения напряжения их питания. Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определить фактическую наработку ламп при отклонениях напряжения их питания от номинального значения, а также автоматизировать процесс измерения. Цель изобретения - обеспечение автоматизации режима и повышение точности измерения времени фактической наработки за счет учета влияния нестабильности питающего напряжения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения фактической наработки люминесцентных ламп, содержащее параллельно соединенные интегратор со шкалой времени и источник питающего напряжения, снабжено диодно-функциональным преобразователем и трансформатором, а интегратор содержит обмотку напряжения и токовую обмотку, причем обмотка напряжения интегратора вместе с первичной обмоткой трансформатора подсоединена к источнику питающего напряжения, а токовая обмотка интегратора подсоединена к вторичной обмотке трансформатора через диодно-функциональный преобразователь. Диодно-функциональный преобразователь содержит диоды, резисторы, входные и выходные клеммы, причем одна из входных клемм соединена накоротко с выходной клеммой, а к другой входной клемме через резистор подсоединен вход переменного напряжения четырехплечего диодного моста, второй вход которого соединен с второй выходной клеммой, Б диагональ моста в проводящем направлении включена цепочка последовательно соединенных диодов, один из которых щуктирован резистором. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройст. ва; на фиг. 2 - электрическая схема диодно-функционального преобразователя. Устройство содержит клеммы 1 и 2 для подсоединения к питающей сети, к которым подсоединена первичная обмотка трансформатора 3 и обмотка напряжения интегратора 4. К вторичной обмотке трансформатора 3 подсоединен диодно-функциональный преобразователь 5, к выходу которого подключена дополнительная токовая обмотка интегратора 4. Устройство работает следующим образом. При подаче на устройство номинального напряжения питания через токовую обмотку интегратора 4 протекает ток, создающий вращающий момент Ми такой величины, что показания интегратора 4 равняются времени работы ламп Т. В качестве интегратора 4 использован переделанный индукционный счетчик электроэнергии. При изменении напряжения питания ламп ток, протекающий через токовую обмотку интегратора 4, изменяется таким образом что создает вращающий момент, равный(-) Показания интегратора 4 будут М(1)1М.. (t)j3,2. что соответствует фактической наработке люминесцентных ламп Тф. При увеличении напряжения питания люминесцентных ламп возрастает напряжение на вторичной обмотке трансформатора 3, которое прикладывается к диодно-функциональному преобразователю с выходными клеммами 6 и 7 и выходными клеммами 8 и 9. Ток через токовую обмотку интегратора 4 при увеличении напряжения питания ламп возрастает нелинейно благодаря диоднофункциональному преобразователю 5. Это приводит к увеличению вращающего момента интегратора 4, причем не в квадратичной зависимости от напряжения питания люминесцентных ламп, а в степени 3,2. Показания интегратора 4 пропорциональны в итоге (иф)1 Диодно-функциональный преобразовате.ть содержит входные клеммы 6 и 7, выходные клеммы 8 и 9, причем входная клемма 6 и выходная клемма 8 соединены накоротко, а также резисторы 10 и 11, причем резистор 10 подключен одним выводом к входной клемме 7, а другим выводом к мостовой схеме, состоящей из диодов 12, 13 и 14, 15, а именно к общей точке диодов 12 и 13, включенных в соседние плечи мостовой схемы. В диагональ мостовой схемы подключены диоды 16-п, один из которых шунтирован резистором 11, а общая точка диодов 14 и 15 подключена к выходной клемме 9. Диодно-функциональный преобразователь работает следующим образом. Формирование нелинейной зависимости между током на выходе преобразователя и прикладываемым к нему напряжением осуществляется соответствующим подбором резисторов 10, 11 и диодов 12-п. Диоды 12-п служат в качестве нелинейных элементов, сопротивление которых уменьшается при увеличении тока, проходящего через них. Так, при увеличении напряжения, прикладываемого к входным клеммам 6 и 7, значение тока на выходе изменяется нелинейно, сильнее чем прямопропорционально за счет того, что сопротивление диодов уменьшается, причем по нелинейному закону, в зависимости от протекающего через него тока. Пример. Предлагаемое устройство включает трансформатор 3-220/8 В; интегратор 4, в качестве которого использован электрический счетчик СО-И446 индукционной системы однофазный (ГОСТ 6570-75 и ТУ 25-04-205476), причем его токовая обмотка перемотана и содержит 400 витков провода диаметром 0,29 мм; диодно-функциональный преобразователь содержит 20 диодов Д226Е, резистор 10 сопротивлением 0,20 Ом и резистор 11 сопротивлением 4,5 Ом. При таких данных устройство позволяет измерять фактическую наработку люминесцентных ламп в диапазоне изменения их напряжения питания от -15 до +15% номинального значения, равного 220 В с относительной погрешностью, не превышающей ±1%. Изменение же диапазона измерений, а также погрешности измерения наработки люминесцентных ламп достигается подбором элементов схемы.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ НАРАБОТКИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП, содержащее параллельно соединенные интегратор со шкалой времени и источник питающего напряжения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации режима и повышения точности измерения времени фактической наработки за счет учета влияния нестабильности питающего напряжения, оно снабжено диодно-функциональным преобразователем и трансформатором, а интегратор содержит обмотку напряжения и токовую обмотку, причем обмотка напряжения интегратора вместе с первичной обмоткой трансформатора подсоединена к источнику питающего напряжения, а токовая обмотка интегратора подсоединена к вторичной обмотке трансформатора через диодно-функциональный преобразователь. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диодно-функциональный преобразователь содержит диоды, резисторы, входные и выходные клеммы, причем одна из входных клемм соединена накоротко с выходной клеммой, а к другой входной клемме через I резистор подсоединен вход переменного напряжения четырехплечего диодного моста, (Л второй вход которого соединен с второй выходной клеммой, а в диагональ моста в проводящем направлении включена цепочка последовательно соединенных диодов, один из которых шунтирован резистором. Од | О) Од vj